2022年“Steelie”奖年度创新奖入围奖项

在建筑、钢框架、工程机械以及造船等领域,电弧焊是一种制造钢制结构的必不可少的技术,但在日本,从事焊接工作的工程人员数量却面临长期短缺。过去曾提出“超窄坡口焊”的技术设想,能够缩短焊接时间,极大降低焊接工作量。然而,由于飞溅的产生和容易未焊透等原因,超窄坡口焊接极难保证焊接的牢固度,现有技术已经无法解决这些问题。

JFE公司开发了一种高效率的超窄坡口焊接系统,该系统能够解决上述问题,从而实现焊接时间的大幅降低。这是世界上首个理想的CO2气体保护焊超窄坡口焊接方法,不仅实现了超低飞溅,同时具有较强且稳定的电弧定向性和焊透性,这是通过向焊丝中添加适量稀土金属,并且将极性设为“焊丝负极”(与传统焊接技术相反)来实现的。同时,还配套开发了新型超窄坡口焊缝焊接系统,该系统包括微弯接触焊嘴(向焊丝供电)和能够180 °翻转的焊枪。利用电弧的强定向性,通过促进焊缝熔化和优化沉淀方法,确保了焊透性。因此,本技术在实现超窄坡口焊缝焊接的同时确保焊透性绝对不受影响,这一点曾是最大的挑战。

通过超窄坡口焊缝焊接,焊接工作量相比传统焊接大幅降低至1/3。此外,基于超低飞溅使得无需清理焊渣以及减少焊接热变形使得无需进行焊后矫直,还有望进一步缩短作业时间。基于本焊接技术获得的较高评价,该技术已经应用于建造东京大都市区域的一座办公楼、羽田国际机场的隔热罩,以及隧道管片和一个大型油轮的焊接等。另外,本技术还为在2016年系列大地震中遭到严重损坏的熊本城的初期修复做出了贡献。